Las concentraciones altas o bajas de
insulina activan diferentes vías de
señalización celular, de acuerdo con un nuevo método científico que combina datos de múltiples bases de datos y experimentos de
laboratorio a gran escala. Este proyecto de investigación en curso puede ayudar a revelar mejores enfoques para comprender las causas y posibles terapias para la
diabetes tipo 2.
Los científicos ya tienen métodos para comprender todos los genes (
genómica), proteínas (
proteómica) o metabolitos (
metabolómica) dentro de una célula, pero no todos estos diferentes tipos de moléculas al mismo tiempo. Investigadores de la Universidad de Tokio, Japón, son pioneros en el nuevo enfoque transómico que combina todos estos campos previamente individuales, las diferentes ‘ómicas’, para comprender las interacciones entre las moléculas dentro de las células de una manera completa y altamente detallada.
"Nuestros resultados se ven casi como un mapa del metro. Cada molécula en la que influye la insulina, directa o indirectamente, es como una estación. Pero un mapa no es muy útil si no se conoce la ruta.
Nuestro método combina información de la base de datos con nuevos datos experimentales para mostrar cómo se conectan las diferentes estaciones, o moléculas, después de recibir la señal de insulina", dice el profesor Shinya Kuroda.
El profesor Shinya Kuroda ha sido pionero en los enfoques transómicos desde que el campo comenzó a surgir alrededor de 2013. El investigador del proyecto, Kentaro Kawata, es el primer autor del documento reciente y completó la investigación como parte de sus estudios de doctorado.
Cuándo activa la insulina otras moléculas
Kuroda y su equipo están interesados en cómo las células envían señales para controlar sus procesos internos, especialmente cómo esas señales cambian a lo largo del día. La insulina es una molécula altamente dinámica y la hormona que
ayuda a controlar cómo el cuerpo convierte el azúcar de los alimentos en energía. La regulación inadecuada de la insulina conduce a la diabetes.
"La diabetes tipo 2 es una enfermedad compleja, pero se puede entender simplemente como un deterioro del patrón temporal de la respuesta del cuerpo a la insulina", dice Kawata. El equipo de investigación descubrió que las altas y bajas concentraciones de insulina activan diferentes genes y procesos metabólicos.
Las células responden no solo a la presencia o ausencia de insulina, sino que pueden interpretar y responder de manera diferente a las concentraciones variables de insulina para controlar procesos biológicos distintos.
El equipo de investigación está llevando a cabo experimentos para verificar que los resultados que encuentran en su análisis de datos transméricos sean confirmados por estudios con ratones vivos. La comprensión detallada de la dinámica de
cómo y cuándo la insulina activa tantas otras moléculas dentro de las células puede permitir el diseño de regímenes de insulina más efectivos para las personas con diabetes. "Una vez que hemos mapeado la red a gran escala, podemos identificar posibles objetivos farmacológicos", afirma Kuroda.
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